摩爾定律不死 硅時(shí)代轉向“計算材料時(shí)代”

　　據《紐約時(shí)報》報道，摩爾定律將死的說(shuō)法在業(yè)界傳得沸沸揚揚，不過(guò)科學(xué)家稱(chēng)，新材料的誕生將使得這條定律繼續有效，下一代計算機芯片借助新納米材料的使用集成度更高，制造成本也更低，有可能讓計算機芯片告別硅時(shí)代。

　　報道稱(chēng)，1965年戈登·E·摩爾(GordonE.Moore)表示，大約每18個(gè)月，硅芯片上蝕刻的晶體管數量就會(huì )增加一倍。在那之后不久，評論家就開(kāi)始預言“摩爾定律”主導的時(shí)代將慢慢終結。

　　最近，業(yè)界專(zhuān)家的警告越發(fā)明確：半導體行業(yè)的發(fā)展正走向停滯，英特爾聯(lián)合創(chuàng )始人摩爾博士的說(shuō)法將要畫(huà)上句號。

　　倘若事實(shí)果真如此，計算機世界將遭受巨大沖擊。個(gè)人電腦、音樂(lè )播放器和智能手機的創(chuàng )新和晶體管成本的快速下降有直接關(guān)系。指甲大小的密布著(zhù)數以十億計晶體管的硅片最低價(jià)格只有幾美元。

　　但是，持樂(lè )觀(guān)態(tài)度的科學(xué)家和工程師說(shuō)，摩爾定律并沒(méi)有死，只不過(guò)它在進(jìn)化。他們認為，借助一類(lèi)新型納米材料，生產(chǎn)廠(chǎng)家有可能做出接近分子大小的電路。這類(lèi)納米材料包括金屬、陶瓷、聚合或復合材料，它們有著(zhù)自己特殊的結構。

　　例如，半導體設計人員正研發(fā)一些化學(xué)工藝，以便讓這些材料在半導體晶片上形成極薄的電路圖案，實(shí)現“自組裝”(selfassemble)電路?？茖W(xué)家們認為，將納米電路圖案和傳統的芯片制造技術(shù)結合起來(lái)，會(huì )產(chǎn)生一種新型的計算機芯片，它不僅讓摩爾定律繼續有效，而且也會(huì )降低芯片的制造成本。

　　“自組裝是關(guān)鍵，”加州圣何塞IBM阿爾馬登研究中心(AlmadenResearchCenter)的科技主管錢(qián)德拉塞卡爾·納拉揚(ChandrasekharNarayan)說(shuō)。“你要借助自然的力量幫助你完成工作。蠻干行不通了，你必須跟自然合作，讓事情自然而然地發(fā)生。”

　　為了實(shí)現這一切，半導體制造商必須從硅時(shí)代向“計算材料時(shí)代”轉變。硅谷的研究人員正引領(lǐng)這個(gè)趨勢，他們通過(guò)功能強大的新型超級計算機模擬他們的預測。雖然硅谷不制造半導體芯片，但這里研發(fā)的新型材料有可能在未來(lái)十年讓計算機世界翻天地覆。

　　“材料對人類(lèi)社會(huì )非常重要，”斯坦福大學(xué)的物理學(xué)家張首晟說(shuō)。他最近帶領(lǐng)一組研究人員設計出了一種錫合金材料，在室溫下已經(jīng)具有近似超導的性質(zhì)。“所有時(shí)代都用材料來(lái)命名——石器時(shí)代、鐵器時(shí)代，現在我們則有硅時(shí)代。過(guò)去人們偶然發(fā)現材料。一旦我們擁有了預測材料的能力，情況就會(huì )大不相同。”

　　計算材料革命很可能會(huì )為下一代計算機芯片所需的技術(shù)指明新的道路。這也是IBM看好的方向。目前，該公司正在試驗一種自動(dòng)形成超細網(wǎng)狀結構的物質(zhì)，它可以用來(lái)在硅晶片上形成電路圖案。

　　納拉揚博士對此持謹慎而樂(lè )觀(guān)的態(tài)度，他說(shuō)，生產(chǎn)廠(chǎng)家利用自組裝技術(shù)后就不需要投資購光刻機。光刻機使用X射線(xiàn)來(lái)蝕刻微小的電路，價(jià)格為5億美元。在談及用更低成本的方式制作電路更密集的計算機芯片時(shí)，他說(shuō)：“答案可能是肯定的。”